KR200399633Y1 - 서브랜스의 프로브 장탈착 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 서브랜스의 프로브 장탈착 장치에 관한 것으로, 전로의 서브랜스와 프로브적치대 사이의 공간상에 설치된 베이스프레임과; 상기 베이스프레임에 고정된 고정판과, 상기 고정판에 아이들하게 회전되도록 베어링고정된 선회축과, 상기 고정판에 고정되고 선회축을 회전시키도록 연결된 구동모터를 갖는 선회부와; 상기 선회부의 선회축 상단에 각각 고정된 고정프레임과, 상기 고정프레임의 일측면에 고정된 신축실린더와, 상기 신축실린더의 실린더로드 선단과 연결되고 상기 고정프레임의 내부에 내장된 가이드롤러를 갖는 신축부와; 상기 신축부의 실린더로드에 각각 고정된 고정프레임과, 상기 고정프레임의 내부 상하측에 고정된 체인스프로켓과, 상기 체인스프로켓을 연결하는 체인과, 상기 고정프레임의 일측에 고정되고 체인스프로켓중 어느 하나와 연결되어 이를 회전구동시키는 유압모터와, 상기 체인에 고정되어 프로브를 파지하는 클램프수단을 갖는 프로브 장착부 및 탈착부를 포함하여 구성된다.

본 고안은 프로브의 장착 및 탈착작업이 이원화된 상태로 이루어지기 때문에 작업시간이 빠르고, 정확하여 측정불량시 정해진 시간내에 재측정이 가능하고, 출강전에 성분함량 분석 및 시료채취가 가능하여 품질향상과 생산성 극대화를 달성할 수 있다.

Description

서브랜스의 프로브 장탈착 장치{DEVICE FOR LOADING AND UNLOADING OF PROBE IN SUB-LANCE}

본 고안은 서브랜스의 프로브 장탈착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강의 성분분석을 위한 샘플채취, 용강 온도측정, 산소농도 등을 검출하는 프로브를 규정된 시간내에 신속 정확하게 장착 및 탈착시킬 수 있도록 개선된 서브랜스의 프로브 장탈착 장치에 관한 것이다.

통상, 제철소에 마련된 전로의 서브랜스(SUB-LANCE) 설비는 취련중 및 취련 종료후 서브랜스 본체의 선단에 측정용 프로브(PROBE)를 장착한 후 고온의 용강속에 하강 침적하여 용강의 온도와 성분을 확인하는 설비로서, 프로브의 공급, 장착, 측정, 회수 등 일련의 공정이 자동화된 설비이다.

그런데, 종래 서브랜스 설비에는 프로브를 장착하기 위한 장착장치와 탈착하기 위한 탈착장치가 하나의 장치로 구성되어 있어 일단 프로브를 장착한 후에는 탈착시킨 다음에라야 비로서 재장착이 가능하였다.

따라서, 프로브 장착후 측정도중 여러가지 요인에 의해 측정에 실패할 경우 재측정이 불가능하게 된다.

이는 프로브 장착장치와 탈착장치가 하나의 장치로 구성되어 있기 때문에 측정실패가 발생되면 실패한 프로브를 탈착시킨 후 새로운 프로브로 재장착하여야 하는데 이때 걸리는 시간이 보통 5분정도 걸리게 되며, 이 시간은 취련시 규정된 공정시간을 넘어서는 것이 되어 결국 취련중에는 재측정이 불가능하게 되는 것이다.

결국, 측정되어야할 정보를 획득하지 못한 상태로 출강이 이루어지게 되고, 후속공정에서 해당 강의 온도, 성분 등을 목표치로 맞추어야 하므로 작업시간이 과다하게 소요됨은 물론 품질 및 생산성 저하를 초래하는 요인으로 작용하게 된다.

뿐만 아니라, 경우에 따라서는 전로를 경동하여 출강전에 작업자가 직접 수작업으로 전로내 용강의 온도를 계측하고 있는데 이는 안전상 매우 위험하다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 전로의 서브랜스에 설비되는 프로브 장착 및 탈착장치를 이원화시켜 측정 실패시 프로브 재장착에 따른 시간을 대폭 축소시킴으로써 전로 출강전에 프로브를 통한 용강의 정보 계측이 원활하고 용이하게 수행되도록 하여 품질 및 생산성 향상을 도모하고 작업자의 안전을 확보할 수 있도록 한 서브랜스의 프로브 장탈착 장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 고안은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 전로의 서브랜스와 프로브적치대 사이의 공간상에 설치된 베이스프레임과; 상기 베이스프레임에 고정된 고정판과, 상기 고정판에 아이들하게 회전되도록 베어링고정된 선회축과, 상기 고정판에 고정되고 선회축을 회전시키도록 연결된 구동모터를 갖는 선회부와; 상기 선회부의 선회축 상단에 각각 고정된 고정프레임과, 상기 고정프레임의 일측면에 고정된 신축실린더와, 상기 신축실린더의 실린더로드 선단과 연결되고 상기 고정프레임의 내부에 내장된 가이드롤러를 갖는 신축부와; 상기 신축부의 실린더로드에 각각 고정된 고정프레임과, 상기 고정프레임의 내부 상하측에 고정된 체인스프로켓과, 상기 체인스프로켓을 연결하는 체인과, 상기 고정프레임의 일측에 고정되고 체인스프로켓중 어느 하나와 연결되어 이를 회전구동시키는 유압모터와, 상기 체인에 고정되어 프로브를 파지하는 클램프수단을 갖는 프로브 장착부 및 탈착부를 포함하여 구성되는 서브랜스의 프로브 장탈착 장치를 제공함에 그 기술적 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 작용에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 장치가 설치된 전로 서브랜스 설비를 보인 예시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 장치의 설치상태를 보인 요부 확대도이며, 도 3은 본 고안에 따른 장치의 선회부를 보인 예시도이고, 도 4는 본 고안에 따른 장치의 신축부를 보인 예시도이며, 도 5 내지 도 6은 본 고안에 따른 장치의 구동부를 보인 예시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안 장치는 전로(100)의 상부에 설치되며 프로브를 장착하는 수단과 탈착하는 수단이 분리되어 이원화된 구성으로 이루어진다.

즉, 본 고안 장치는 전로(100)로 승하강되는 서브랜스(110)의 일측에 서로 간격을 두고 프로브를 장착하기 위한 장착부(200)와, 탈착하기 위한 탈착부(300)가 병설된다.

이때, 상기 장착부(200)에 의해 장착되는 프로브(P)는 전로(100)의 인접측에 마련된 프로브적치대(400)상에 구비되며, 상기 장착부(200)를 통해 서브랜스(110)의 노즐(112)에 구비된 홀더(114)에 장착된다.

그리고, 사용후의 폐프로브는 탈착부(300)에 의해 탈착되어 수거되게 된다.

아울러, 본 고안과 관련하여 프로브적치대(400)의 인접측에는 리프터(410)가 설치되어 있어 프로브적치대(400)로부터 장착할 대상 프로브(P)를 인출하게 되며, 또한 상기 리프터(410)의 인접측에는 기립기(420)가 설치되어 있어 리프터(410)로부터 전달받은 프로브(P)를 기립시켜 장착부(200)의 작동을 원활하게 하여 준다.

뿐만 아니라, 상기 장착부(200)와 탈착부(300)는 베이스프레임(B)상에 회전가능하게 설치되며, 상기 베이스프레임(B)은 상기 전로(100)와 간섭되지 않는 범위내에서 전로(100)에 최근접된 상태로 배설된다.

상기 베이스프레임(B)의 상단면에는 도 3에 도시된 바와 같은 선회부(500)가 설치된다.

선회부(500)는 베이스프레임(B)에 견고히 고정되는 고정판(510)과, 상기 고정판(510)에 아이들하게 회전될 수 있도록 일단이 베어링고정되는 선회축(530)과, 상기 고정판(510)의 일측에 고정되고 동력전달수단을 통해 상기 선회축(530)과 연결된 구동모터(520)를 포함하여 구성된다.

여기에서, 상기 구동모터(520)는 단지 모터를 지칭하는 것이 아니라 다양한 형태의 구동수단이 될 수 있는 바, 이를테면 공,유압실린더를 비롯한 다양한 동력원이 될 수 있을 것이다.

뿐만 아니라, 상기 구동모터(520)와 선회축(530)을 연결하는 동력전달수단의 경우에도 구동원에 따라 체인, 벨트, 기어 등 여러가지 형태의 것이 될 수 있다.

그리고, 상기 선회부(500)의 선회축(530) 상단에는 도 4 및 도 5에 도시된 장착부(200) 및 탈착부(300)를 구성하는 신축부(600)가 고정된다.

상기 신축부(600)는 장착부(200) 및 탈착부(300)에 동일하게 구성되는데 그 설치방향만 대향되게 구비된다.

따라서, 장착부(200)의 것만 예시적으로 설명하기로 한다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 신축부(600)는 상기 선회축(530)의 상단에 고정된 고정프레임(610)과, 상기 고정프레임(610)의 일측면에 고정된 신축실린더(620)와, 상기 신축실린더(620)의 선단에 마련된 실린더로드(630)와, 상기 고정프레임(610)의 양측면에 형성된 프레임가이드(640)와, 상기 프레임가이드(640) 내부에 설치되는 가이드롤러(650)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 신축실린더(620)는 공압 혹은 유압을 사용할 수 있으며, 상기 프레임가이드(640)는 상기 신축실린더(620)와 간섭되지 않는 범위 내에서 마련될 수 있도록 고정프레임(610)의 양측면을 약간 경사돌출시킨 형태로 형성함이 바람직하다.

그리고, 상기 프레임가이드(640) 내부에 내설되는 가이드롤러(650)중 어느 하나에는 상기 실린더로드(630)와 연결되도록 하여 상기 실린더로드(630)의 인출입시 원활한 직선왕복운동이 되도록 하여 줌이 바람직하다.

나아가, 상기 실린더로드(630)의 선단에는 구동부(700)가 고정된다.

구동부(700)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 서브랜스(110)에 구비된 노즐(112)과 이 노즐(112)의 단부에 마련된 홀더(114)로 프로브(P)를 장착하기 위한 다수의 그립 및 클램프들을 구비한다.

또한, 상기 구동부(700)의 경우에도 클램프의 형상과 설치 방향에서만 차이를 가질 뿐 근본적으로 각 장착부(200)와 탈착부(300)에 마련되는 구성은 동일 유사하다.

예컨대, 도 6에서와 같이, 구동부(700)는 박스형상의 고정프레임(710)과, 상기 고정프레임(710)의 내부 상,하측에 설치된 체인스프로켓(720)과, 상기 체인스프로켓(720)을 서로 연결하는 체인(730)과, 상기 고정프레임(710)의 배면에 설치되고 동력전달수단(체인, 벨트, 기어 등)에 의해 상기 체인스프로켓(720)중 어느 하나와 연결된 유압모터(740)와, 상기 고정프레임(710)의 내부에 그 길이방향으로 배설된 가이드바(750)와, 상기 가이드바(750)를 따라 이동가능하게 설치되며 이에 무부하 상태로 결합된 그립수단(760) 및 상기 체인(730)에 고정된 클램프수단(770)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 그립수단(760)은 가이드바(750)를 따라 클램프수단(770)에 의해 밀려올라 가고 자중에 의해 하강될 수 있도록 가이드바(750)에 연결되는 고정판(761)과, 상기 고정판(761)에 고정되는 작동실린더(762)와, 상기 작동실린더(762)의 실린더로드 선단에 고정된 작동레버(763)와, 상기 작동레버(763)와 작동축(765)을 중심으로 회동가능하게 연결되는 작동링크(764)와, 상기 작동링크(764)의 단부에 고정된 그립(766)으로 구성된다.

그리하여, 작동실린더(762)의 전후진 동작에 따라 작동레버(763)의 유동에 대응동작하는 작동링크(764)에 의해 그립(766)이 가위형태로 오므려들거나 벌려지면서 서브랜스(110)의 홀더(114)를 붙잡게 된다.

이때, 상기 그립(766)은 홀더(114)에 프로브(P) 상단이 200~300mm 진입하게 되면 리미트스위치 혹은 근접센서와 같은 감지수단의 감지에 의해 자동으로 벌어지도록 하여 클램프수단(770)의 프로브(P) 장착 작업을 용이하게 하도록 하여 준다.

즉, 그립수단(760)은 프로브(P)의 초기 연결조립시 홀더(114)가 흔들리는 것을 일시적으로 방지하도록 파지하는 기능만을 수행하며 장착부(200)에만 구비된다.

상기 클램프수단(770)도 상기 그립수단(760)과 유사한 형태로 구비되게 되는데, 즉 체인(730)에 고정되는 고정판(771)과, 상기 고정판(771)에 고정되는 클램프실린더(772)와, 상기 클램프실린더(772)의 실린더로드 선단에 고정된 클램프레버(773)와, 상기 클램프레버(773)와 작동축(775)을 중심으로 회동가능하게 연결되는 클램프링크(774)와, 상기 클램프링크(774)의 단부에 고정된 클램프(776)로 구성된다.

그리하여, 클램프실린더(772)의 전후진 동작에 따라 클램프레버(773)의 유동에 대응동작하는 클램프링크(774)에 의해 클램프(776)가 오므려들거나 벌려지면서 프로브(P)를 파지하게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안의 작동관계는 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 장치는 프로브를 장착시키는 장착부(200)와 프로브를 탈착시키는 탈착부(300)가 서로 분리되어 구비되고, 장착부(200) 및 탈착부(300)에 구비된 다수의 그립(766) 및 클램프(776)는 각 장착 및 탈착부(200,300)를 중심으로 서로 대향되게 배치된다.

이 상태에서, 프로브의 장착과정을 먼저 설명하기로 한다.

용강 시료의 채취를 위해 프로브를 장착해야할 시점에 이르면 프로브적치대(400)로부터 리프터(410)를 통해 인출된 프로브(P)는 기립기(420)에 의해 기립된 상태를 유지하게 되고, 이 상태에서 프로브 장착부(200)를 구성하는 클램프실린더(772)가 동작하여 클램프(776)로 하여금 프로브(P)를 파지토록 수행하게 된다.

이때, 프로브(P)의 파지를 용이하게 하기 위해 신축부(600)에 마련된 신축실린더(620)가 동작되어 클램프(776)가 설치된 구동부(700)를 전체적으로 유동시킬 수 있음은 물론이다.

프로브(P)가 파지되면 선회부(500)의 구동모터(520)가 구동되면서 선회축(530)이 회전하여 고정판(510)을 베이스프레임(B)에 대하여 일정각도, 바람직하기로는 180°로 회전시키게 된다.

이에 따라, 장착부(200)와 탈착부(300)는 그 위치가 서로 반전되어 뒤바뀌게 되어 장착부(200)를 통해 서브랜스(110)의 홀더(114)에 프로브(P)를 장착할 수 있는 상태를 유지하게 된다.

이와 같이, 선회축(530)이 일정각도 회전되게 되면 이어 구동부(700)의 유압모터(740)가 동작하여 체인(730)을 회전시켜 그립수단(760)과 클램프수단(770)을 정위치시키게 된다.

물론, 이 과정은 선회축(530)의 선회시 자동적으로 정위치되도록 미리 설정함으로써 생략될 수 있다.

상기 그립수단(760)과 클램프수단(770)이 정위치되게 되면 각 부에 설치된 작동실린더(762)와 클램프실린더(772)가 동작하여 그립수단(760)의 그립(766)은 서브랜스(110)의 홀더(114)를 그립하게 되고, 클램프수단(770)의 클램프(776)는 파지하고 있던 프로브(P)를 홀더(114)의 직하방에 위치시키게 된다.

프로브(P)가 정상적으로 위치되게 되면 다시 유압모터(740)를 구동시켜 클램프수단(770)을 상승시킴으로써 프로브(P)의 홀더(114)내 장착이 완료된다.

이후, 상기 선회축(530)은 다시 역회전하여 초기 위치로 복귀되고, 후속 프로브(P)의 장착을 위한 파지작업이 연속적으로 수행됨과 동시에 서브랜스(110)는 하강하여 필요로 하는 시료채취를 비롯한 각종 정보수집을 위한 계측작업을 수행하게 된다.

이러한 작업과정중 시료 채취 불량이 발생되게 되면, 서브랜스(110)는 급상승되게 되고 동시에 폐프로브와 일치되게 배치되어 있던 탈착부(300)의 클램프(도면번호 생략-장착장치의 클램프와 동일한 구성임)가 전진된 후 폐프로브를 잡고 하향이동되면서 상기 폐프로브를 탈착시키게 된다.

폐프로브의 탈착이 완료되면 곧바로 선회축(530)이 회전되고, 동시에 프로브(P)를 파지한 채 대기중이던 장착부(200)가 위치되면서 신속한 프로브의 교체가 수행된다.

이와 같은 과정에 걸리는 시간은 실측결과 2초 이내였으며, 용강 측온 및 샘플링 과정에 할당된 시간이 5초 정도이므로 채취 불량시 충분한 재장착 및 재측정이 가능함을 확인할 수 있었다.

상술한 과정을 반복함으로써 매우 신속하면서도 정확하게 자동화된 프로브의 장착 및 탈착작업이 가능하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안은 프로브의 장착 및 탈착작업이 이원화된 상태로 이루어지기 때문에 작업시간이 빠르고, 정확하여 측정불량시 정해진 시간내에 재측정이 가능하다. 따라서, 출강전에 성분함량 분석 및 시료채취가 가능하여 품질향상과 생산성 극대화를 달성할 수 있으며, 나아가 조업단축은 물론 안전사고의 위험도 예방하는 지대한 효과를 제공하게 된다.

도 1은 본 고안에 따른 장치가 설치된 전로 서브랜스 설비를 보인 예시도,

도 2는 본 고안에 따른 장치의 설치상태를 보인 요부 확대도,

도 3은 본 고안에 따른 장치의 선회부를 보인 예시도,

도 4는 본 고안에 따른 장치의 신축부를 보인 예시도,

도 5 내지 도 6은 본 고안에 따른 장치의 구동부를 보인 예시도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....전로 110....서브랜스

114....홀더 200....장착부

300....탈착부 400....프로브적치대

500....선회부 600....신축부

700....구동부

Claims (2)

1. 전로의 서브랜스와 프로브적치대 사이의 공간상에 설치된 베이스프레임과;

   상기 베이스프레임에 고정된 고정판과, 상기 고정판에 아이들하게 회전되도록 베어링고정된 선회축과, 상기 고정판에 고정되고 선회축을 회전시키도록 연결된 구동모터를 갖는 선회부와;

   상기 선회부의 선회축 상단에 각각 고정된 고정프레임과, 상기 고정프레임의 일측면에 고정된 신축실린더와, 상기 신축실린더의 실린더로드 선단과 연결되고 상기 고정프레임의 내부에 내장된 가이드롤러를 갖는 신축부와;

   상기 신축부의 실린더로드에 각각 고정된 고정프레임과, 상기 고정프레임의 내부 상하측에 고정된 체인스프로켓과, 상기 체인스프로켓을 연결하는 체인과, 상기 고정프레임의 일측에 고정되고 체인스프로켓중 어느 하나와 연결되어 이를 회전구동시키는 유압모터와, 상기 체인에 고정되어 프로브를 파지하는 클램프수단을 갖는 프로브 장착부 및 탈착부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 서브랜스의 프로브 장탈착 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 장착부에는 체인과 병설된 가이드바가 구비되고, 상기 가이드바에는 이를 따라 클램프수단에 의해 밀려올라가고 자중에 의해 하강되는 형태로 프로브의 초기 조립시 홀더를 일시 파지하는 그립수단이 부설된 것을 특징으로 하는 서브랜스의 프로브 장탈착 장치.